探析四旋翼无人机飞行姿态控制系统研究

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1、长春理工大学硕士学位论文四旋翼无人机飞行姿态控制系统研究姓名：郑伟光申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：柏逢明;杨阳20100601摘要四旋翼无人机是一种微小型、性能优良的VTOL(垂直起降1直升机，它具有体积小、飞行速度快、续航能力强等许多特点，可广泛用于军事侦察、航拍、搜索、紧急救援、情报获取等多方面，另外还可执行不同的电子任务，具有很好的实际应用性和发展前景。现在已经逐渐应用到国防、民用、商用等方面，对它的研究，将是世界上对无人机研究的重要发展方向之一。本文分析了四旋翼无人机飞行姿态的国内外发展状况、关键技术和四旋翼无人机的发展

2、前景，对其飞行姿态技术进行研究，并根据整个飞行姿态控制系统的要求，对四旋翼无人机硬件及算法上进行设计、改进，以达到精确控制飞行姿态的目的。硬件方面，本文设计使用DSP来实现其控制器的设计，在四旋翼无人机硬件实现方面也是一种新的尝试。基于DSP的控制器具有控制精度高、响应速度快的特点，为四旋翼无人机飞行姿态控制提供了更好的一种硬件实现途径。在论文的研究内容中，首先对plj旋翼无人机飞行姿态建立数学模型，在建立良好的数学模型摹础上，根据多传感器系统的信息融合滤波理沦，提出了基于强跟踪滤波的信息融合姿态算法和基二于二联邦滤波结构的信息融合高度测量算法，来实现

3、对四旋翼无人机飞行姿态的精确控制。多传感器系统的信息融合滤波理论在四旋翼无人机飞行姿态控制方面的应用是一种新的尝试和研究，为以后四旋翼无人机飞行姿态控制研究提供了一条切实可行的途径。关键字：四旋翼无人机飞行姿态多传感器系统信息融合飞行控制ABSTRACTQuadrotorUAViSakindofmicro．smallhelicopterandithasmanygoodperformancesofVTOL(verticaltakeoffandlanding)．ThiskindofhelicopterCanbewidelyusedformilitaryre

4、connaissance，aerial，search，emergencyrescue，informationaccessandtheothers．ItCanalsoperformdifferentelectrontasks，SOithasgoodactualutilityanddevelopmentprospect．Nowithasalreadygraduallyappliedtonationaldefense，civil，commercialandotheraspects．Itwillbeoneofthemostimportantdevelopmen

5、tdirectionsintheareaofQuadrotorUAVforitsresearch．Fortheaimtoachievethegoalhowtocontroltheflightattitudeaccurately,Thisarticlehasanalyzedthepresentsituationofflightattituderesearch，thekeytechnologiesandthefoundationofapplicationprospectofQuadrotorUAV,andconductstheresearchtoitsfl

6、ightattitudetechnology,evenaccordingtotheentireflightattitudecontrolrequestaboutthissystem，makingdesignment，improvementtoit’Shardwareandalgorithm．Inthepartofalgorithm，myarticlenotonlyusesDSPtorealizedesignmentofitscontroller,butalsoISanewattempt．toputtheQuadrotorUAVhardwareintop

7、ractice．InthebasicofthecharacteristicsaboutDSPcontrollerlikecontrolprecisionthehighandresponsespeedquickly,itprovidesabetterkindofhardwaretorealizetheaimtocontroltheQuadrotorUAVflightattitude．Inthepaperresearchcontent。thewriterfirstestablishthemathematicalmodel，thenputforwardtwo

8、kindsofalgorithm，oneisforsurveingit’Shighdegree